src/gromacs/ewald/pme_coordinate_receiver_gpu_impl.cu

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2019, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35 /*! \internal \file
  36  *
  37  * \brief Implements class which recieves coordinates to GPU memory on PME task using CUDA
  38  *
  39  *
  40  * \author Alan Gray <alang@nvidia.com>
  41  *
  42  * \ingroup module_ewald
  43  */
  44 #include "gmxpre.h"
  45
  46 #include "pme_coordinate_receiver_gpu_impl.h"
  47
  48 #include "config.h"
  49
  50 #include <assert.h>
  51 #include <stdio.h>
  52
  53 #include "gromacs/ewald/pme.h"
  54 #include "gromacs/gpu_utils/cudautils.cuh"
  55 #include "gromacs/gpu_utils/gpueventsynchronizer.cuh"
  56 #include "gromacs/utility/gmxmpi.h"
  57
  58 namespace gmx
  59 {
  60
  61 PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::Impl(void* pmeStream, MPI_Comm comm, gmx::ArrayRef<PpRanks> ppRanks) :
  62     pmeStream_(*static_cast<cudaStream_t*>(pmeStream)),
  63     comm_(comm),
  64     ppRanks_(ppRanks)
  65 {
  66     GMX_RELEASE_ASSERT(
  67             GMX_THREAD_MPI,
  68             "PME-PP GPU Communication is currently only supported with thread-MPI enabled");
  69     request_.resize(ppRanks.size());
  70     ppSync_.resize(ppRanks.size());
  71 }
  72
  73 PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::~Impl() = default;
  74
  75 void PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::sendCoordinateBufferAddressToPpRanks(rvec* d_x)
  76 {
  77
  78     int ind_start = 0;
  79     int ind_end   = 0;
  80     for (const auto& receiver : ppRanks_)
  81     {
  82         ind_start = ind_end;
  83         ind_end   = ind_start + receiver.numAtoms;
  84
  85         // Data will be transferred directly from GPU.
  86         void* sendBuf = reinterpret_cast<void*>(&d_x[ind_start]);
  87
  88 #if GMX_MPI
  89         MPI_Send(&sendBuf, sizeof(void**), MPI_BYTE, receiver.rankId, 0, comm_);
  90 #else
  91         GMX_UNUSED_VALUE(sendBuf);
  92 #endif
  93     }
  94 }
  95
  96 /*! \brief Receive coordinate data directly using CUDA memory copy */
  97 void PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::launchReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect(int ppRank)
  98 {
  99     // Data will be pushed directly from PP task
 100
 101 #if GMX_MPI
 102     // Receive event from PP task
 103     MPI_Irecv(&ppSync_[recvCount_], sizeof(GpuEventSynchronizer*), MPI_BYTE, ppRank, 0, comm_,
 104               &request_[recvCount_]);
 105     recvCount_++;
 106 #else
 107     GMX_UNUSED_VALUE(ppRank);
 108 #endif
 109 }
 110
 111 void PmeCoordinateReceiverGpu::Impl::enqueueWaitReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect()
 112 {
 113     if (recvCount_ > 0)
 114     {
 115         // ensure PME calculation doesn't commence until coordinate data has been transferred
 116 #if GMX_MPI
 117         MPI_Waitall(recvCount_, request_.data(), MPI_STATUS_IGNORE);
 118 #endif
 119         for (int i = 0; i < recvCount_; i++)
 120         {
 121             ppSync_[i]->enqueueWaitEvent(pmeStream_);
 122         }
 123         // reset receive counter
 124         recvCount_ = 0;
 125     }
 126 }
 127
 128 PmeCoordinateReceiverGpu::PmeCoordinateReceiverGpu(void*                  pmeStream,
 129                                                    MPI_Comm               comm,
 130                                                    gmx::ArrayRef<PpRanks> ppRanks) :
 131     impl_(new Impl(pmeStream, comm, ppRanks))
 132 {
 133 }
 134
 135 PmeCoordinateReceiverGpu::~PmeCoordinateReceiverGpu() = default;
 136
 137 void PmeCoordinateReceiverGpu::sendCoordinateBufferAddressToPpRanks(rvec* d_x)
 138 {
 139     impl_->sendCoordinateBufferAddressToPpRanks(d_x);
 140 }
 141
 142 void PmeCoordinateReceiverGpu::launchReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect(int ppRank)
 143 {
 144     impl_->launchReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect(ppRank);
 145 }
 146
 147 void PmeCoordinateReceiverGpu::enqueueWaitReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect()
 148 {
 149     impl_->enqueueWaitReceiveCoordinatesFromPpCudaDirect();
 150 }
 151
 152 } // namespace gmx